Обработка исключений в C++

Язык С представляет программисту очень ограниченные возможности обработки исключений, возникших при работе программы. В этом отношении С++ намного развитее С. Здесь у программиста существенно большие возможности по непосредственной обработке исключений. Комитет по разработке стандартов С++ предоставил очень простую, но мощную форму обработки исключений.

Типичная функция, написанная на С, выглядит примерно так:

long DoSomething()
{
long *a, c;
FILE *b;
a = malloc(sizeof(long) * 10);
if (a == NULL)
return 1;
b = fopen("something.bah", "rb");
if (b == NULL) {
free(a);
return 2;
}
fread(a, sizeof(long), 10, b);
if (a[0] != 0x10) {
free(a);
fclose(b);
return 3;
}
fclose(b);
c = a[1];
free(a);
return c;
}

Выглядит не очень, не так ли? Вы целиком и полностью зависите от значений, которые возвращают вам функции и для каждой ошибки вам постоянно нужен код, который ее обрабатывает. Если вы, скажем, в функции работаете хотя бы с 10 указателями (рапределяете память, освобождаете ее и т.д.), то наверняка половину кода функции будет занимать код обработки ошибок. Такая же ситуация будет в коде, вызывающем эту функцию, так как здесь также нужно обработать все возвращаемые коды ошибок.Try-catch-throw

Давайте же разберем основы обработки исключений в С++. Чтобы комфортно работать с исключениями в С++ вам нужно знать лишь три ключевых слова:

• try (пытаться) - начало блока исключений;
• catch (поймать) - начало блока, "ловящего" исключение;
• throw (бросить) - ключевое слово, "создающее" ("возбуждающее") исключение.

 А теперь пример, демонстрирующий, как применить то, что вы узнали:

void func()
{
try
{
throw 1;
}
catch(int a)
{
cout << "Caught exception number: " << a << endl;
return;
}
cout << "No exception detected!" << endl;
return;
}

Если выполнить этот фрагмент кода, то мы получим следующий результат: Caught exception number: 1
Теперь закоментируйте строку throw 1; и функция выдаст такой результат: No exception detected!
Как видите все очень просто, но если это применить с умом, такой подход покажется вам очень мощным средством обработки ошибок. Catch может "ловить" любой тип данных, так же как и throw может "кинуть" данные любого типа. Т.е. throw AnyClass(); будет правильно работать, так же как и catch (AnyClass &d) {}; .Как уже было сказано, catch может "ловить" данные любого типа, но вовсе не обязательно при это указывать переменную. Т.е. прекрасно будет работать что-нибудь типа этого: catch(dumbclass) { }
так же, как и catch(dumbclass&) { }

Так же можно "поймать" и все исключения: catch(...) { }

Троеточие в этом случае показывает, что будут пойманы все исключения. При таком подходе нельзя указать имя переменной. В случае, если "кидаются" данные нестандартного типа (экземпляры определенных вами классов, структур и т.д.), лучше "ловить" их по ссылке, иначе вся "кидаемая" переменная будет скопирована в стек вместо того, чтобы просто передать указатель на нее. Если кидаются данные нескольких типов и вы хотите поймать конкретную переменную (вернее, переменную конкретного типа), то можно использовать несколько блоков catch, ловящих "свой" тип данных:

try {
throw 1;
// throw 'a';
}
catch (long b) {
cout << "пойман тип long: " << b << endl;
}
catch (char b) {
cout << "пойман тип char: " << b << endl;
}

"Создание" исключений

Когда возбуждается исключительная ситуация, программа просматривает стек функций до тех пор, пока не находит соответствующий catch. Если оператор catch не найден, STL будет обрабатывать исключение в стандартном обработчике, который делает все менее изящно, чем могли бы сделать вы, показывая какие-то непонятные (для конечного пользователя) сообщения и обычно аварийно завершая программу.Однако более важным моментом является то, что пока просматривается стек функций, вызываются деструкторы всех локальных классов, так что вам не нужно забодиться об освобождении памяти и т.п.Перегрузка глобальных операторов new/delete
А сейчас хотелось бы отправить вас к статье "Как обнаружить утечку памяти" . В ней рассказывается, как обнаружить неправильное управление распределением памяти в вашей программе. Вы можете спросить, при чем тут перегрузка операторов? Если перегрузить стандартные new и delete, то открываются широкие возможности по отслеживанию ошибок (причем ошибок часто критических) с помощью исключений. Например:

char *a;
try
{
a = new char[10];
}
catch (...)
{
// a не создан - обработать ошибку распределения памяти,
// выйти из программы и т.п.
}
// a успешно создан, продолжаем выполнение

Это, на первый взгляд, кажется длиннее, чем стандартная проверка в С "а равен NULL?", однако если в программе выделяется десяток динамических переменных, то такой метод оправдывает себя.Операторы throw без параметров
Итак, мы увидели, как новый метод обработки ошибок удобен и прост. Блок try-catch может содержать вложенные блоки try-catch и если не будет определено соответствующего оператора catch на текущем уровен вложения, исключение будет поймано на более высоком уровне. Единственная вещь, о которой вы должны помнить, - это то, что операторы, следующие за throw, никогда не выполнятся.

try
{
throw;
  // ни один оператор, следующий далее (до закрывающей скобки)
  // выполнен не будет
}
catch(...)
{
cout << "Исключение!" << endl;
}

Такой метод может применяться в случаях, когда не нужно передавать никаких данных в блок catch.Приложение
Приведем пример, как все вышеизложенное может быть использовано в конкретном приложении. Преположим, у вас в программе есть класс cMain и экземпляр этого класса Main:

class cMain
{
public:
bool Setup();
bool Loop(); // Основной цикл программы
void Close();
};
cMain Main;
А в функции main() или WinMain() вы можете использовать этот класс как-нибудь так: try
{
Main.Setup();
Main.Loop();
Main.Close();
}
catch (Exception &e)
{
// использование класса, ведущего лог.
log("Exception thrown: %s", e.String());

// Показываем сообщение об ошибке и закрываем приложение.
}
Основной цикл программы может выглядеть примерно так: while (AppActive)
{
try
{
// какие-то действия
}
catch (Exception &e)
{
/* Если исключение критическое, типа ошибки памяти,
посылаем исключение дальше, в main(), оператором throw e;
или просто throw.
Если исключение некритично, обрабатываем его и
возвращаемся в основной цикл. */
}
}

Заключение

Метод обработки исключений, приведенный в статье, является удобным и мощным средством, однако только вам решать, использовать его или нет. Одно можно скачать точно - приведенный метод облегчит вам жизнь. Если хотите узнать об исключениях чуть больше, посмотрите публикацию Deep C++ на сервере MSDN.